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CN204828113U - 阀组件、包括该阀组件的液压系统和机器 - Google Patents

阀组件、包括该阀组件的液压系统和机器 Download PDF

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CN204828113U
CN204828113U CN201520574993.3U CN201520574993U CN204828113U CN 204828113 U CN204828113 U CN 204828113U CN 201520574993 U CN201520574993 U CN 201520574993U CN 204828113 U CN204828113 U CN 204828113U
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吴海峰
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Abstract

本实用新型涉及一种阀组件，包括第一换向阀，其配置成与工作泵流体连接以便接收由工作泵泵送的液压流体，并且选择性地将接收到的液压流体引导到铲斗液压缸；第二换向阀，其配置成与第一换向阀流体连接以便从第一换向阀接收液压流体，并且选择性地将接收到的液压流体引导到举升液压缸；主溢流阀；第一负载单向阀；第二负载单向阀；第一溢流阀；补油溢流阀；和浮动控制阀，其特征在于，各个阀元件集成在一个阀块中，其中，浮动控制阀、第一溢流阀、补油溢流阀沿一水平方向平行地设置在阀块的第一水平层内，第一换向阀、第二换向阀、第一负载单向阀沿所述水平方向平行地设置在阀块的第二水平层内。本实用新型还涉及包括该阀组件的液压系统和机器。

Description

阀组件、包括该阀组件的液压系统和机器
技术领域
本实用新型总体上涉及一种阀组件，更具体地涉及一种用于机器的液压系统的阀组件。本实用新型还涉及一种包括该阀组件的液压系统，以及一种包括该液压系统的机器。
背景技术
诸如装载机、挖掘机、推土机、平地机或其它类型重型设备之类的机器通常使用被供应来自机器上的一个或多个泵的液压流体的多个致动器(例如液压缸)来完成各种任务。这类机器特别是装载机的工作装置主要包括动臂和铲斗，机器的液压系统分别向与动臂和铲斗相关联的举升液压缸和铲斗液压缸供给液压流体，由此实现不同的动作，包括动臂举升或下降、铲挖、铲斗倾翻卸料等。
为了实现上面所述的各种动作，机器的液压系统通常包括用于控制动臂举升动作的方向的换向阀、用于控制铲斗动作的方向的换向阀、用于设定液压系统最高压力的主溢流阀、用于防止工作负载压力冲击损坏工作泵的防反冲负载单向阀、用于控制举升液压缸的杆端腔室和头端腔室之间的流体连通的举升浮动控制阀、用于限制铲斗液压缸的头端腔室的最高压力的溢流阀、以及用于限制铲斗液压缸的杆端腔室的最高压力并在快速翻斗时补偿杆端腔室的液压流体的补油溢流阀。在现有的机器中，这些阀元件一般被组装在一个阀块中。这些阀元件在阀块中至少布置为三层，使得阀块中的流道设计较为复杂，存在较多的机加工特征，并且阀块占据的空间较大。
本实用新型旨在解决上述问题和/或现有技术中的其它问题。
发明内容
在一方面，本实用新型涉及一种用于机器的液压系统的阀组件，该阀组件包括：
-用于与工作泵流体连接的进油口P；
-用于与液压油箱流体连接的回油口T；
-用于与液压系统的铲斗液压缸的头端腔室流体连接的第一工作端口，用于与铲斗液压缸的杆端腔室流体连接的第二工作端口，用于与液压系统的举升液压缸的头端腔室流体连接的第三工作端口，和用于与举升液压缸的杆端腔室流体连接的第四工作端口；
-第一换向阀，所述第一换向阀配置成与工作泵流体连接以便接收由所述工作泵泵送的液压流体，并且选择性地将接收到的液压流体经由第一工作端口引导到铲斗液压缸的头端腔室或经由第二工作端口引导到铲斗液压缸的杆端腔室；
-第二换向阀，所述第二换向阀配置成与第一换向阀流体连接以便从第一换向阀接收液压流体，并且选择性地将接收到的液压流体引导到举升液压缸；
-主溢流阀，其输入端口与所述进油口流体连接，其输出端口与所述回油口流体连接；
-第一负载单向阀，其输入端口与所述进油口流体连接，其输出端口与第一换向阀流体连接；
-第二负载单向阀，其输入端口与第一换向阀流体连接，其输出端口与第二换向阀流体连接；
-第一溢流阀，其输入端口与第一工作端口流体连接，其输出端口与所述回油口流体连接；
-补油溢流阀，其输入端口与第二工作端口流体连接，其输出端口与所述回油口流体连接；和
-设置在第二换向阀和回油口之间的浮动控制阀，
其特征在于，所述第一换向阀、第二换向阀、主溢流阀、第一和第二负载单向阀、第一溢流阀、补油溢流阀和浮动控制阀集成在一个阀块中，其中，所述浮动控制阀、第一溢流阀、补油溢流阀沿一水平方向平行地设置在阀块的第一水平层内，所述第一换向阀、第二换向阀、第一负载单向阀沿所述水平方向平行地设置在阀块的第二水平层内。
在另一方面，本实用新型涉及一种包括该阀组件的液压系统。
在又一方面，本实用新型涉及一种包括该液压系统的机器。
附图说明
下面将参考示意性的附图更详细地描述本实用新型。附图及相应的实施例仅是为了说明的目的，而非用于限制本实用新型。在附图中：
-图1是根据本实用新型的阀组件的壳体的示意图；
-图2示意性地示出了组装好的阀组件；
-图3以实体化的方式示出了阀组件的流体通道的布置方式；
-图4示出了与阀组件相对应的液压回路；
-图5是位于阀组件的第二水平层的流体通道的俯视图；以及
-图6是位于阀组件的第一水平层的流体通道的仰视图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述根据本实用新型的阀组件10。在附图示出的优选实施例中，该阀组件可用于以动臂和铲斗作为主要工作装置的机器，例如轮式装载机。但是应当理解的是，本实用新型不受该具体实施例的限制，而是涵盖包含了其设计理念的其它等同方案。
如图1所示，阀组件10包括壳体100，壳体100的内部形成有多个流体通道(参见图3)，阀组件所包含的各个阀元件能够从壳体100表面处的适当的端口插入并组装在一起，从而得到该阀组件。图2示意性地示出了组装好的阀组件10。
如图1所示，并且参照图2和图4，壳体100的顶部形成有用于插入第二负载单向阀122的端口110，用于插入主溢流阀1的端口120，用于与铲斗液压缸的头端腔室和杆端腔室流体连接的第一和第二工作端口150、160，以及用于与举升液压缸的头端腔室和杆端腔室流体连接的第三和第四工作端口130、140。壳体100的正侧面(即图1中靠近读者的侧面)形成有用于与液压系统的工作泵流体连接的进油口P，和用于与液压油箱流体连接的回油口T。在壳体100的右侧面形成有用于插入浮动控制阀3的端口200，用于插入第一溢流阀4的端口210，用于插入补油溢流阀5的端口220，用于插入第一换向阀7的阀芯的端口230，和用于插入第二换向阀6的阀芯的端口240。另外，壳体100在靠近进油口P和回油口T的部分具有一凸出部，该凸出部的右侧面形成有用于插入第一负载单向阀121的端口190。
这里应当指出的是，本文使用的“顶部”、“正侧面”、“右侧面”、“水平方向”等表示方位的术语是相对于阀组件(或其壳体)在图1中示出的放置方式而言的，仅仅是出于清楚描述的目的。
可以理解的是，进油口P、回油口T、用于第一溢流阀4的端口210、用于补油溢流阀5的端口220、和用于主溢流阀1的端口120在壳体100上的位置可以根据需要适当地改变，而不必局限于图1中示出的位置。
在该实施例中，第一换向阀7与用于控制铲斗动作的铲斗液压缸关联，该第一换向阀配置成与工作泵流体连接以便接收由工作泵泵送的液压流体，并且能够选择性地将接收到的液压流体引导到铲斗液压缸，例如经由第一工作端口150引导到铲斗液压缸的头端腔室，或者经由第二工作端口160引导到铲斗液压缸的杆端腔室。第二换向阀6与用于控制动臂举升和下降的举升液压缸关联，该第二换向阀配置成与第一换向阀7流体连接以便从第一换向阀7接收液压流体，并且选择性地将接收到的液压流体引导到举升液压缸，例如经由第三工作端口130引导到举升液压缸的头端腔室，或者经由第四工作端口140引导到举升液压缸的杆端腔室。
在将各个阀元件(即主溢流阀1，第一和第二负载单向阀121、122，浮动控制阀3，第一溢流阀4，补油溢流阀5，第一和第二换向阀的阀芯)从相应的端口插入壳体100并且组装在一起后，就可得到根据本实用新型的阀组件10，如图2所示。
与阀组件10相对应的液压回路在图4中示出。通过该液压回路，能够将由工作泵泵送的液压流体选择性地引导到举升液压缸和/或铲斗液压缸，从而实现不同的动作，例如动臂举升或下降、铲挖、铲斗倾翻卸料等。
如图4所示，第一换向阀7是三位六通阀，其包括与液压油箱流体连接的第一端口21、直接与工作泵的输出端(即P口)流体连接的第二端口22、通过第二负载单向阀122与工作泵的输出端流体连接的第三端口23、与铲斗液压缸的杆端腔室流体连接的第四端口24、与铲斗液压缸的头端腔室流体连接的第六端口26、以及与第二换向阀6流体连接的第五端口25。第二负载单向阀122仅允许流体从工作泵流向第三端口23，而不允许反向流动，其作用是防止工作负载压力冲击损坏工作泵。
第一换向阀7具有第一工作位置、第二工作位置和第三工作位置，其中，当第一换向阀处于第一工作位置(图4中所示的中位)时，第一端口21、第三端口23、第四端口24和第六端口26截止，第二端口22和第五端口25流体连通。当第一换向阀处于第二工作位置(图4中所示的左位)时，第一端口21和第六端口26流体连通，第三端口23和第四端口24流体连通，第二端口22和第五端口25截止。当第一换向阀处于第三工作位置(图4中所示的右位)时，第一端口21和第四端口24流体连通，第三端口23和第六端口26流体连通，第二端口22和第五端口25截止。
因此，当第一换向阀处于第一工作位置时，来自工作泵的液压流体经由第一换向阀被引导到第二换向阀；当第一换向阀处于第二或第三工作位置时，来自工作泵的液压流体经由第一换向阀被引导到第一和第二工作端口中的一者，而第一和第二工作端口中的另一者处的液压流体则经由第一换向阀返回液压油箱。
第二换向阀6也是三位六通阀，其包括与液压油箱流体连接的第一端口31、与第一换向阀7的第五端口25流体连接的第二端口32、通过第一负载单向阀121与第一换向阀7的第五端口25流体连接的第三端口33、与举升液压缸的头端腔室流体连接的第四端口34、与液压油箱流体连接的第五端口35、以及与举升液压缸的杆端腔室流体连接的第六端口36。第一负载单向阀121仅允许流体从第一换向阀7的第五端口25流向第二换向阀6的第三端口33，而不允许反向流动，其也能够防止工作负载压力冲击损坏工作泵。
第二换向阀6具有第一工作位置、第二工作位置和第三工作位置，其中，当第二换向阀处于第一工作位置(图4中所示的中位)时，第一端口31、第三端口33、第四端口34和第六端口36截止，第二端口32和第五端口35流体连通。当第二换向阀处于第二工作位置(图4中所示的左位)时，第一端口31和第六端口36流体连通，第三端口33和第四端口34流体连通，第二端口32和第五端口35截止。当第二换向阀处于第三工作位置(图4中所示的右位)时，第一端口31和第四端口34流体连通，第三端口33和第六端口36流体连通，第二端口32和第五端口35截止。
因此，当第二换向阀处于第一工作位置时，来自第一换向阀的液压流体经由第二换向阀直接返回液压油箱；当第二换向阀处于第二或第三工作位置时，来自第一换向阀的液压流体经由第二换向阀被引导到第三和第四工作端口中的一者，而第三和第四工作端口中的另一者处的液压流体经由第二换向阀返回液压油箱。
另外，如图4所示，用于设定液压回路的最高压力的主溢流阀1的输入端口与进油口P流体连接，输出端口与回油口T流体连接。第一溢流阀4用于限制铲斗液压缸的头端腔室的最高压力，其输入端口与第一工作端口(通向铲斗液压缸的头端腔室)流体连接，其输出端口与回油口T流体连接。补油溢流阀5用于限制铲斗液压缸的杆端腔室的最高压力，同时在铲斗快速翻转时向该杆端腔室补偿液压流体，其输入端口与第二工作端口(通向铲斗液压缸的杆端腔室)流体连接，其输出端口与回油口T流体连接。浮动控制阀3设置在第二换向阀和回油口之间，用于在机器进行浮动操作时控制举升液压缸的头端和杆端腔室之间的连通。
借助于图3和图5-6可以清楚地了解各个阀元件在壳体100内的布置方式。为了清楚和便于理解起见，图3和图5-6实际上示出的是在壳体100内形成的多个流体通道实体化以后的形式。如图所示，各个阀元件分两层集成在一个阀块中，其中，浮动控制阀3、第一溢流阀4、补油溢流阀5沿一水平方向平行地设置在阀块的第一水平层内(图3所示的上面一层)，而第一换向阀7、第二换向阀6、第一负载单向阀121沿相同的水平方向平行地设置在阀块的第二水平层内(图3所示的下面一层)。
另外，主溢流阀1和第二负载单向阀122沿垂直于第一和第二水平层的方向设置，并且至少部分地位于第一水平层内。参照图1和图3，第一工作端口150、第二工作端口160、第三工作端口130和第四工作端口140以垂直于第一和第二水平层的竖直取向设置在阀块的顶部。回油口T以平行于第一和第二水平层的水平取向设置在阀块的侧面，并且定位于第一水平层内。进油口P以平行于第一和第二水平层的水平取向设置在阀块的侧面，并且定位于第二水平层内。
图5和6分别以剖面图的形式示出阀块的第一和第二水平层。如图所示，流体通道450通向第一工作端口150，流体通道460通向第二工作端口160，流体通道470通向第三工作端口130，流体通道440通向第四工作端口140。流体通道490与液压油箱连通。流体通道480用于接纳第二负载单向阀122。流体通道410用于接纳主溢流阀1。
根据本实用新型的阀组件将各个阀元件布置在两个水平层内，与现有技术中的阀块(其中各个阀元件至少布置为三层)相比较，这种布置方式使得阀块结构更为紧凑，优化了阀元件之间的整合，减少了阀块壳体部分的机加工特征，显著降低了阀块的制造成本，同时减小了阀块占据的空间。
结合有本实用新型的阀组件的液压系统特别适用于装载机。可以理解的是，在适当的情况下，该阀组件也可以用于其他机器。
上面借助具体实施例对本实用新型的阀组件进行了描述。对本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离本实用新型的发明思想的情况下对本实用新型的阀组件做出多种改变和变形。说明书和示例仅被视为示例性的，真正的范围由所附权利要求及它们的等同方案表示。

Claims (10)

1.一种用于机器的液压系统的阀组件，包括：
-用于与工作泵流体连接的进油口(P)；
-用于与液压油箱流体连接的回油口(T)；
-用于与液压系统的铲斗液压缸的头端腔室流体连接的第一工作端口，用于与铲斗液压缸的杆端腔室流体连接的第二工作端口，用于与液压系统的举升液压缸的头端腔室流体连接的第三工作端口，和用于与举升液压缸的杆端腔室流体连接的第四工作端口；
-第一换向阀(7)，所述第一换向阀配置成与工作泵流体连接以便接收由所述工作泵泵送的液压流体，并且选择性地将接收到的液压流体经由第一工作端口引导到铲斗液压缸的头端腔室或经由第二工作端口引导到铲斗液压缸的杆端腔室；
-第二换向阀(6)，所述第二换向阀配置成与第一换向阀流体连接以便从第一换向阀接收液压流体，并且选择性地将接收到的液压流体引导到举升液压缸；
-主溢流阀(1)，其输入端口与所述进油口流体连接，其输出端口与所述回油口流体连接；
-第一负载单向阀(121)，其输入端口与所述进油口流体连接，其输出端口与第一换向阀流体连接；
-第二负载单向阀(122)，其输入端口与第一换向阀流体连接，其输出端口与第二换向阀流体连接；
-第一溢流阀(4)，其输入端口与第一工作端口流体连接，其输出端口与所述回油口流体连接；
-补油溢流阀(5)，其输入端口与第二工作端口流体连接，其输出端口与所述回油口流体连接；和
-设置在第二换向阀和回油口之间的浮动控制阀(3)，
其特征在于，所述第一换向阀(7)、第二换向阀(6)、主溢流阀(1)、第一和第二负载单向阀(121，122)、第一溢流阀(4)、补油溢流阀(5)和浮动控制阀(3)集成在一个阀块中，其中，所述浮动控制阀(3)、第一溢流阀(4)、补油溢流阀(5)沿一水平方向平行地设置在阀块的第一水平层内，所述第一换向阀(7)、第二换向阀(6)、第一负载单向阀(121)沿所述水平方向平行地设置在阀块的第二水平层内。
2.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述主溢流阀(1)和第二负载单向阀(122)沿垂直于第一和第二水平层的方向设置，并且至少部分地位于第一水平层内。
3.根据权利要求1或2所述的阀组件，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四工作端口以垂直于所述第一和第二水平层的竖直取向设置在阀块的顶部。
4.根据权利要求1或2所述的阀组件，其特征在于，所述回油口以平行于所述第一和第二水平层的水平取向设置在阀块的侧面，并且定位于所述第一水平层内。
5.根据权利要求1或2所述的阀组件，其特征在于，所述进油口以平行于所述第一和第二水平层的水平取向设置在阀块的侧面，并且定位于所述第二水平层内。
6.根据权利要求1或2所述的阀组件，其特征在于，所述第一换向阀(7)具有第一工作位置、第二工作位置和第三工作位置，其中，当第一换向阀处于第一工作位置时，来自所述工作泵的液压流体经由第一换向阀被引导到第二换向阀；当第一换向阀处于第二或第三工作位置时，来自所述工作泵的液压流体经由第一换向阀被引导到第一和第二工作端口中的一者，而第一和第二工作端口中的另一者处的液压流体经由第一换向阀返回液压油箱。
7.根据权利要求1或2所述的阀组件，其特征在于，所述第二换向阀(6)具有第一工作位置、第二工作位置和第三工作位置，其中，当第二换向阀处于第一工作位置时，来自第一换向阀的液压流体经由第二换向阀直接返回液压油箱；当第二换向阀处于第二或第三工作位置时，来自第一换向阀的液压流体经由第二换向阀被引导到第三和第四工作端口中的一者，而第三和第四工作端口中的另一者处的液压流体经由第二换向阀返回液压油箱。
8.一种用于机器的液压系统，包括根据权利要求1-7中任一项所述的阀组件。
9.一种机器，包括根据权利要求8所述的液压系统。
10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于，所述机器是装载机。
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